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钽电容失效的五类原因与解决方法

本文为中国振华科技集团公司根据现实使用中电容失效的五个不同方面的案例,总结探讨钽电解电容失效原因与应对策略,本文版权为中国振华(集团)新云电子元器件有限责任公司(国营第四三二六厂)。南京南山半导体授权经销代理振华贴片钽电容产品,欢迎选购。以下是正文内容:

1.电压降额不足导致钽电容失效

        某DC/DC电源中使用CAK45C型25V22uF片式钽电容器作为输出滤波电容器,调试期间出现短路失效。经了解该电源输出电压为±15V,无串联电阻。

 
 

原因分析:  本案例中,电路工作电压为15V,而所使用的电容器为25V22uF,电压降额不足。

解决方法:改用规格为35V22uF钽电容器后,问题得到解决。

 

2.应用环境温度过高导致钽电容失效

某通信整机在使用时发生异常,通过对整机拆机分析,发现该机电源模块已失效,外观检查发现一只CAK-16V68uF电容器表面已呈烧糊黑色状。

     原因分析:
   钽电容器外部绝缘套管烧毁和封口锡溶掉为高温所致,而高温的来源有两个原因:一为外部环境温度过高;二为产品本身击穿烧毁。
    本案例中,如产品为本身击穿烧毁,则钽芯子氧化膜介质层会因漏电流逐步增大导致发热击穿烧毁,整个产品则会表现为击穿短路失效。而经对该支产品进行电性能测试和DPA试验后,产品测试结果为损耗和漏电流值超标但未短路。因而可以排除产品为自身原因造成失效,而钽电容器损耗和漏电流值超标应为外部高温所致。经用户方进一步排查,钽电容器安装于散热器边,由于功率块异常发热导致温度过高而使钽电容器外观烧黑。

解决方法:钽电容器的安装使用应避免放在散热器等热源附近。

3.产品过压失效
 

     如图,某电路设计使用中,CAK-35V4.7uF钽电容器产品出现失效。

原因分析: 

    将失效产品从线路板上取下,发现产品正极部位包封料仍比较完整,而负极模压包封料烧黑裂开,露出钽芯;再经放大仔细检查线路板焊盘,正极焊盘边上有烧焦痕迹,经对比产品极性和焊盘标识的极性,确认产品焊接时正负极性安装错误,导致钽电容器在安装后联调通电时被持续施加了5V的反向电压。

解决方法:钽电容器在安装后,应仔细检查钽电容器的正负极分别对应电源的正负极。

 

4、安装不当失效

   某电路单板经振动试验结束后,发现板上安装的CAK35型钽电容器有1只负极引线断裂。

原因分析:
经分析发现钽电容器安装时未进行本体固定,振动时产品发生共振而导致引线断裂。 

解决方法:经固定电容器本体安装后问题得到解决。 

5、施加反向电压失效

a、某电路板在进行高温老化过程中,发现CAK45-10V4.7uF产品出现失效。

原因分析:

   通过排查分析,发现钽电容器安装结束后,曾用9V的三用表电阻档对电容器进行检查,检查时不分极性。

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